1Département de physique, Université de Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japon
2Centre international de physique des particules élémentaires (ICEPP), Université de Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japon
3Division de physique, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA 94720, États-Unis
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Abstract
Il n’existe pas de moyen unique de coder un algorithme quantique dans un circuit quantique. Avec un nombre de qubits, une connectivité et des temps de cohérence limités, une optimisation du circuit quantique est essentielle pour tirer le meilleur parti des dispositifs quantiques à court terme. Nous introduisons un nouvel optimiseur de circuit appelé AQCEL, qui vise à supprimer les opérations contrôlées redondantes des portes contrôlées, en fonction des états initiaux du circuit. En particulier, l'AQCEL peut supprimer les contrôles de qubits inutiles des portes multi-contrôlées dans les ressources informatiques polynomiales, même lorsque tous les qubits pertinents sont intriqués, en identifiant les états de base de calcul d'amplitude nulle à l'aide d'un ordinateur quantique. À titre de référence, l'AQCEL est déployé sur un algorithme quantique conçu pour modéliser le rayonnement à l'état final en physique des hautes énergies. Pour ce benchmark, nous avons démontré que le circuit optimisé par AQCEL peut produire des états finaux équivalents avec un nombre de portes beaucoup plus petit. De plus, lors du déploiement d’AQCEL avec un ordinateur quantique bruyant à échelle intermédiaire, il produit efficacement un circuit quantique qui se rapproche du circuit d’origine avec une haute fidélité en tronquant les états de base de calcul de faible amplitude en dessous de certains seuils. Notre technique est utile pour une grande variété d’algorithmes quantiques, ouvrant de nouvelles possibilités pour simplifier davantage les circuits quantiques afin d’être plus efficaces pour les appareils réels.
Résumé populaire
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